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[INSPIRED BY NATURE] 정교한 박쥐 안테나

박쥐의 뛰어난 청각 능력 분석해 고성능 안테나 설계에 적용

박쥐가 아름답게 생겼다고 말할 사람은 아무도 없다.

하지만 기형적으로 생긴 귀라든가 깊은 주름이 파인 입을 비롯해 못생긴 모습은 먹이를 추적하는 박쥐의 탁월한 능력에 중요한 역할을 한다.

중국 산동대학교의 컴퓨터 물리학자인 롤프 뮬러와 벨기에 앤트워프 대학 전기공학자인 허버트 페레만은 정교한 컴퓨터 모델링과 로봇 연구를 통해 박쥐의 초음파 청각과 유사한 디지털 장치를 개발하기 시작했다.

‘CILIA’라고 불리는 850만 달러짜리 유럽연합 프로젝트의 일환인 이들 연구로 음향 기술이 획기적으로 발전하고 박쥐에게서 영감을 받은 안테나 디자인이 나올 수도 있다.

동물계를 포함한 자연계의 모든 음향 탐지 과정에는 음파를 방출하고 반사된 메아리를 해석하는 작업이 포함된다. 하지만 인간이 만든 최고의 음향 탐지 장치도 비행 중에 수많은 소음들을 분간, 장애물이나 먹이를 정확하게 알아낼 수 있는 박쥐의 능력에 비할 수가 없다.



뮬러는 세계 최대 규모라고 할 수 있는 박쥐의 데이터베이스를 구축했다. 데이터베이스에는 영화 ‘스타트랙’에 나오는 스폭 박사의 모습과 닮은 귀, 그리고 노즈리브(noseleave)라고 불리는 주름진 얼굴 등 박쥐 표본 600점이 갖추어져 있다. 그의 표본들은 동굴과 다락방, 그리고 동남아시아 전역의 레스토랑 주방에서 구해온 것들이다.

뮬러는 연구실에서 절개한 박쥐의 신체 부위들을 디지털 CT 스캐너에 통과시켜 10마이크론 정도의 미세한 특징들까지 포착해 낸다. 또한 그의 연구팀은 음파가 이런 구조를 통과하는 방식을 모방한 컴퓨터 모델을 설계해 박쥐의 음파 송신기와 안테나가 어떻게 작동하는지 단서를 찾아낸다.

이를 통해 연구팀은 이주(耳珠)라는 외이의 돌출된 부분(인간의 경우 이 부위는 이어폰 착용에 도움이 된다)이 박쥐가 수신하는 소음들을 분류하는데 도움을 주는 것을 알아냈다. 뮬러는 미 항공우주국(NASA)의 한 과학자와 만나 이 연구가 안테나 설계를 향상시키는데 도움이 될지 조사 중이다.

한편 페레만은 뮬러의 3D 스캔 자료를 바탕으로 한 인공 귀와 입을 만드느라고 분주하다. 이 인공 귀와 입은 ‘로뱃’이라는 실제 크기의 로봇 박쥐에 부착된다. 박쥐처럼 20~200㎑의 음파를 생성할 수 있는 초음파 변환기를 단 이 로봇 박쥐는 과학자들이 개선된 로봇 음파기와 내비게이션 장치를 개발하는데 도움이 될 것이다.
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